大速比行星齿轮传动关键问题研究

发布时间：2017-07-17 08:09

  本文关键词：大速比行星齿轮传动关键问题研究

  更多相关文章： 大速比行星齿轮 效率 均载 发热 热弹流润滑

【摘要】：在风电齿轮增速箱和采煤机截割部齿轮传动系统等机械装备常要求其齿轮传动系统实现很大的传动比。NGWN(Ⅰ)、NGWN(Ⅱ)和正号机构NN可实现较大的传动比,其传动比范围分别是:20~100、50~500、8~30。在实现大传动的同时,它们还具有传动链短、齿轮、轴承等零部件少的优点。但这三种大速比行星齿轮存在效率偏低、传递大功率时发热量大、均载性能对制造误差敏感的问题,影响了其广泛应用。本课题是国家重点基础研究计划(973计划)(2014CB046304)研究内容的组成部分,针对大速比行星齿轮存在的上述问题,本文展开了以下研究工作:①针对大速比行星齿轮效率低的问题,本文采用单元分析法分析了大速比行星齿轮效率偏低的原因,并采用基于低耗齿轮的参数优化设计方法来提高大速比行星齿轮的效率。该方法通过同时优化轮齿的变位系数与齿顶高系数使得轮齿啮入重合度与啮出重合度相等,从而使得啮合效率大大提高。与优化前相比,三种大速比行星齿轮的效率均有较大提升,以NGWN(Ⅱ)的效率提升最明显,证明了本文给出的基于低耗齿轮的大速比行星齿轮效率优化方法的有效性。②针对大速比行星齿轮的均载性能对误差敏感的问题,本文建立了大速比行星齿轮的均载模型来分析均载性能对制造误差的敏感性,模型中考虑了行星轮轴承孔位置误差和行星轮齿厚误差。结果表明:NGWN(Ⅰ)和NGWN(Ⅱ)的均载性能对行星轮轴承孔位置误差的敏感性最高,正号机构NN的均载性能对行星轮轴承孔位置误差较不敏感;NGWN(Ⅰ)的均载性能对行星轮齿厚误差最敏感,正号机构NN次之,NGWN(Ⅱ)的均载性能对行星轮齿厚误差最不敏感。但这种均载性能对制造误差的敏感性可通过采用行星轮柔性销轴及齿圈浮动的措施得以大大改善。当采用行星轮柔性销轴及齿圈浮动后,正号行星机构NN的均载性能最好,NGWN(Ⅱ)次之,NGWN(Ⅰ)最差。③针对大速比行星齿轮在传递大功率时发热大的问题,本文建立了齿轮传动热弹流润滑模型,分析了这三种大速比行星齿轮在传递300k W功率时的热弹流润滑状态,结果表明:NGWN(Ⅱ)啮合过程中的润滑油温升最高、NGWN(Ⅰ)次之,正号机构NN的润滑油温升最低;NGWN(Ⅱ)的润滑油膜厚度最薄,NGWN(Ⅰ)次之,正号机构NN的润滑油膜厚度最厚。当这三种大速比行星齿轮采用双压力角非对称齿轮,且工作侧采用大压力角时,可使得三种大速比行星齿轮啮合过程中的最高温升明显降低,最小油膜厚度明显增大。
【关键词】：大速比行星齿轮 效率 均载 发热 热弹流润滑
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.425
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 研究背景及意义8-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 大速比行星齿轮研究现状12-14
• 1.2.2 行星齿轮传动均载特性研究现状14
• 1.2.3 齿轮传动弹流润滑研究现状14-16
• 1.3 本文的研究内容及技术路线16-18
• 2 大速比行星齿轮传动的特点和基本参数设计18-30
• 2.1 大速比行星齿轮传动的特点18-20
• 2.2 大速比行星齿轮的效率和基本参数设计20-28
• 2.2.1 大速比行星齿轮的效率20-23
• 2.2.2 大速比行星齿轮的传动比23-25
• 2.2.3 大速比行星齿轮的配齿25-27
• 2.2.4 大速比行星齿轮基本参数间的关系27-28
• 2.3 大速比行星齿轮实现大速比的原理28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 3 大速比行星齿轮效率特性分析30-58
• 3.1 大速比行星齿轮效率偏低的原因30-32
• 3.2 提高齿轮啮合效率的参数优化方法32-37
• 3.2.1 低耗齿轮实现高啮合效率的原理32-34
• 3.2.2 大速比行星齿轮可采用低耗齿轮啮合的对数34-37
• 3.3 大速比行星齿轮效率优化设计37-45
• 3.3.1 NGWN(Ⅰ)效率优化设计37-41
• 3.3.2 NGWN(Ⅱ)效率优化设计41-44
• 3.3.3 正号机构NN效率优化设计44-45
• 3.4 大速比行星齿轮效率优化结果45-56
• 3.4.1 NGWN(Ⅰ)效率优化结果45-49
• 3.4.2 NGWN(Ⅱ)效率优化结果49-54
• 3.4.3 正号机构NN效率优化结果54-56
• 3.5 本章小结56-58
• 4 大速比行星齿轮静态均载特性分析58-76
• 4.1 行星齿轮传动系统等效模型58-60
• 4.2 考虑行星轮轴承孔位置误差的静力学均载模型60-65
• 4.2.1 无均载措施时的均载模型60-61
• 4.2.2 采用均载措施时的均载模型61-65
• 4.3 考虑行星轮齿厚误差的静力学均载模型65-69
• 4.3.1 无均载措施时的均载模型66-68
• 4.3.2 采用均载措施时的均载模型68-69
• 4.4 大速比行星齿轮静态均载特性分析69-75
• 4.4.1 主要参数计算69-71
• 4.4.2 静态均载特性结果分析71-75
• 4.5 本章小结75-76
• 5 大速比行星齿轮热弹流润滑特性分析76-92
• 5.1 齿轮传动热弹流润滑模型76-81
• 5.1.1 齿轮传动热弹流润滑方程76-79
• 5.1.2 热弹流润滑数值计算方法79-81
• 5.2 双压力角非对称齿轮介绍81-82
• 5.3 基本参数值的确定82-84
• 5.4 大速比行星齿轮热弹流结果分析84-91
• 5.4.1 NGWN(Ⅰ)热弹流润滑结果84-86
• 5.4.2 NGWN(Ⅱ)热弹流润滑结果86-88
• 5.4.3 正号机构NN热弹流润滑结果88-89
• 5.4.4 三种大速比行星齿轮热弹流润滑结果对比89-91
• 5.5 本章小结91-92
• 6 结论与展望92-94
• 6.1 结论92
• 6.2 展望92-94
• 致谢94-96
• 参考文献96-100
• 附录100
• A作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录100
• B作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目100

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李宪芝;周海波;李小海;丁海娟;;行星齿轮传动参数化绘图的研究[J];陕西理工学院学报(自然科学版);2012年04期

2 黄茂林;行星齿轮传动中运动的传递与效率[J];工程机械;1978年06期

3 白景忠;潘汝明;;全国行星齿轮传动学术讨论会在沈阳召开[J];齿轮;1982年04期

4 许铁林;;多级行星齿轮传动的机构设计[J];矿山机械;1989年04期

5 张永红,苏华,刘志全,沈允文;行星齿轮传动系统的稳态热分析[J];航空学报;2000年05期

6 张淳,梁治国;内齿行星齿轮传动受力特性的研究[J];机械传动;2000年03期

7 张展;行星齿轮传动的简化计算[J];水利电力机械;2000年02期

8 袁茹,王三民,沈允文;高速行星齿轮传动的动态效率研究[J];机械科学与技术;2001年05期

9 杨建明,张策;行星齿轮传动的固有频率对设计参数的灵敏度分析[J];机械设计;2001年04期

10 王三民,沈允文,孙智民;基于动态损失功率的行星齿轮传动效率计算[J];机械传动;2001年02期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 刘更;吴立言;忠红;;行星齿轮传动动态特性研究现状综述[A];陕西省机械工程学会第九次代表大会会议论文集[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 尚珍;高可靠性行星齿轮传动设计技术及均载研究[D];机械科学研究总院;2009年

2 王世宇;基于相位调谐的直齿行星齿轮传动动力学理论与实验研究[D];天津大学;2005年

3 朱学军;永磁行星齿轮传动系统动力学研究[D];燕山大学;2012年

4 朱恩涌;复合行星齿轮传动系统动力学特性研究[D];武汉大学;2010年

5 黄启林;封闭式行星齿轮传动系统动态特性研究[D];山东大学;2014年

6 刘景亚;二次包络少齿差行星齿轮传动啮合特性及动力学研究[D];重庆大学;2012年

7 汤鱼;功率分流行星齿轮传动系统动态及均载特性研究[D];中国舰船研究院;2012年

8 温芳;环式少齿差行星齿轮传动的非线性动力学研究[D];广西大学;2012年

9 王均刚;载荷分流式增速行星齿轮传动机构动态性能研究[D];山东大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 程言丽;半直驱风力发电机行星齿轮传动系统动力学建模与分析[D];昆明理工大学;2015年

2 薛丹;变风载下2.5MW风电增速器行星轮系动力学特性分析[D];宁夏大学;2015年

3 蒋贤龙;行星传动齿轮副动态啮合特性分析[D];上海应用技术学院;2015年

4 文威;非对称渐开线行星齿轮传动强度研究[D];重庆大学;2015年

5 梁健斌;大速比行星齿轮传动关键问题研究[D];重庆大学;2015年

6 李宪芝;行星齿轮传动设计专家系统的研究[D];佳木斯大学;2008年

7 李斌;行星齿轮传动系统均载分析方法的研究[D];南京航空航天大学;2005年

8 郝晓红;行星齿轮传动振动分析及可视化应用研究[D];西安理工大学;2003年

9 林鸿蕴;船用封闭行星齿轮传动优化设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

10 江志祥;基于虚拟样机的行星齿轮传动系统均载特性分析[D];安徽理工大学;2014年

，

本文编号：552628